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预应力锚索施工措施

目录

1综合说明1

1.1工程概况1

1.2施工依据1

1.3主要施工工程量1

2施工布置2

2.1施工道路布置2

2.2施工设施布置2

3施工进度3

4预应力锚索施工4

4.1施工方案4

4.2施工工艺流程4

4.3施工材料与设备5

4.4施工平台搭设6

4.5锚索钻孔6

4.5锚索制安7

4.6下索施工8

4.7锚墩施工8

4.8锚索灌浆9

4.9锚索张拉9

5施工资源配置11

5.1主要施工机械设备配置11

5.2人力资源配置计划11

6质量控制及质量保证措施12

7职业健康安全保证措施13

1综合说明

1.1工程概况

电站进水口位于下咱日堆积体下游侧边缘部位,由引渠和进水塔组成。

进水塔顶部平台高程1626.00m,建基面高程1575.00m。

EL.1626.00m~EL.1575.00m边坡共设三层马道,分别为EL.1606.00m马道、EL.1591.00m马道和EL.1575.00m马道。

电站进水口EL.1626.00m以下边坡预应力锚索分布在EL.1626.00m~EL.1575.00m边坡之间。

其中1620.00m高程布置68根,1613.00m高程布置27根,1610.00m高程布置6根,1608.00m高程布置28根,1603.00m高程布置56根,1598.00m高程布置57根,1583.00m高程布置24根,1586.00m高程布置9根,1580.00m高程布置6根,共计281根。

全为2000KN无粘结式锚索,其中冰水堆积体边坡采用压力分散型锚索。

锚索长35m、45m,交错布置,间距为@5m。

每一高程均设监测锚索,共计12根。

1.2施工依据

(1)《电站进水口EL.1626.00m以下边坡锚索布置图1/5~5/5》(D62-KM0307-0944-43-1-07~11);

(2)《水电水利工程预应力锚索施工规范》DL/T5083-2004;

(3)《水电工程预应力锚固设计规范》DL/T5176-2003;

(4)《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003;

(5)《预应力筋用锚、夹具和连接器》GB/TI4370-2000;

(6)《钢绞线、钢丝束无粘结预应力筋》JG3007-1993;

(7)《无粘结预应力筋用防腐润滑脂》JG3007-1993;

(8)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2001);

1.3主要施工工程量

根据《电站进水口EL.1626.00m以下边坡锚索布置图(1/5~5/5)》可计算得,电站进水口EL.1626.00m以下边坡锚索施工主要工程量见下表1-1。

主要工程量表1-1

序号

项目名称

单位

工程量

备注

1

2000KN级无粘结式预应力锚索(L=35m)

122

岩石边坡

2

2000KN级无粘结式预应力锚索(L=45m)

123

岩石边坡

3

2000KN级无粘结压力分散型预应力锚索(L=35m)

18

冰水堆积体边坡

4

2000KN级无粘结压力分散型预应力锚索(L=45m)

18

冰水堆积体边坡

2施工布置

2.1施工道路布置

业主提供的主干道和本工程开挖期间形成的道路已基本覆盖至进水口EL.1626.00m以下边坡预应力锚索施工的各个部位,预应力锚索施工期间主要道路介绍如下:

电站进水口EL.1626.00m以下边坡预应力锚索施工道路特性表表2-1

序号

公路名称

公路起止位置

公路等级

路面性质

路面宽

路基宽

里程(km)

2#

左岸坝顶公路

下游施工桥左桥头至左坝顶

场内二级

混凝土

10

11.5

2.84

3#

左岸上游低线公路

上游索道桥经上游围堰至左坝肩

场内三级

泥结碎石

10

11.5

1.35

4#

石料场开采公路

左坝顶至上咱日沟石料场

场内三级

混凝土

10

/

10.39

2.2施工设施布置

(1)施工供风

电站进水口EL.1626.00m以下边坡预应力锚索施工用风采用在电站进水口EL.1626.00m公路下游侧、公路内侧布置的一座压气站供风,内设3台20m3电动中风压空压机。

供风主干管由压气站起沿进水口边坡中部置一趟Φ159供风主管至各相应施工面,再采用Φ108供风管接至某个施工平台,用胶管接钻机供风。

(2)施工用水

预应力锚索施工用水主要为灌浆用水。

供水沿用EL.1626.00m以上开挖支护布置的供水系统,顺接Φ108主供水管至电站进水口EL.1626.00m公路中部,再引Φ50塑料水管至注浆平台。

(3)施工用电

电站进水口EL.1626.00m以下边坡预应力锚索施工用电采用布置于电站进水口EL.1626m公路下游侧平台上的变压器站供给。

站内安装1台800KVA/10/0.4KV和1台1000KVA/10/0.4KV变压器。

(4)灌浆设施

拟在EL.1626.00m公路0+440m段公路外边布置制浆站,搭设制浆平台和水泥储备库,将搅拌好的水泥浆泵送至各灌浆工作面。

水泥库和制浆站用架子管(φ48,δ=3mm)搭设,约30m2。

(5)混合料拌和

由于锚索施工工作面分散,锚墩混凝土拌制量少,配备0.35m3强制式混凝土搅拌机进行现场拌制,水平方向采用斗车运输,竖直方向采用溜槽、配合提升架等方法在每个高程进行中转,将成品混凝土运输到各工作面。

(6)锚索加工厂

锚索加工厂拟布设在EL.1626.00m公路下游侧外边缘。

占地面积为70×4m2,采用架管搭设,彩钢瓦盖顶,竹马道板围墙。

场内设置钢绞线堆放场,钢绞线下料生产线等设施。

3施工进度

根据目前施工情况以及施工总进度计划安排,电站进水口EL.1626.00m以下边坡预应力锚索施工进度计划的编制原则:

在保证施工安全、质量的前提下,严格控制砼浇筑施工进度,保证节点工期顺利实现。

电站进水口EL.1626.00m以下边坡预应力锚索施工计划于2011年05月02日开工,2011年09月2日完工,计划工期4个月。

具体施工工期计划如下:

2011年05月02日~2011年06月10日,EL.1608.0m、EL.1613.0m预应力锚索施工完成;

2011年06月04日~2011年07月06日,EL.1620.0m、EL.1610.0m预应力锚索施工完成;

2011年07月01日~2011年08月10日,EL.1603.0m、EL.1598.0m预应力锚索施工完成;

2011年08月05日~2011年09月02日,EL.1583.0m、EL.1586.0m、EL.1580.0m预应力锚索施工完成;

4预应力锚索施工

4.1施工方案

拟在边坡马道面(或底板平台)为基础搭设施工脚手架形成施工平台,采用YG-80型锚固钻机钻孔;布置制浆站进行灌浆;采用单根预紧、整体分级进行张拉。

4.2施工工艺流程

预应力锚索施工工艺如图4-1。

施工准备

钻机就位固定

锚固段去皮清洗

附件加工

钻孔

锚索制作

锚索尺寸及质量检查

冰水堆积体边坡

孔壁固结灌浆

锚索运输

钻孔质量检查

锚索安装

浆液拌制

图4-1无粘结型锚索工艺流程图

4.3施工材料与设备

(1)主要施工材料

①钢绞线

用于本工程预应力锚索编锚的钢绞线应符合:

直径15.24mm,标准强度1860MPa,延伸率大于3.5%,最大松弛率<2.5%。

并采用高强度低松弛PE防护管钢绞线,其性能指标符合(DL/T5083)有关规定。

每批预应力钢绞线的进场均附带出厂合格证书和标牌,以及材质成份的质量证明书,经监理人检查合格后方可使用;材料验收后按监理人的指示并按GB/T5224的规定,对预应力钢绞线抽样进行力学性能试验,试验成果报送监理人。

②锚夹具

锚夹具规格、锚固性能、强度、精度及材质硬度匹配符合设计要求及国家现行标准规定。

锚具的静载锚固性能应同时符合下列要求:

ⅰ锚具钢绞线组装体锚固效率系数

ηa≧0.95;ⅱ锚具钢绞线组装体极限应变εapu≧2%。

预应力锚索的锚夹具必须有厂家提供的产品合格证书及进场检验所必须的技术参数。

本工程预应力锚索采用HVM15-14锚具及配套附件。

③制浆材料

预应力锚孔灌浆采用纯水泥浆,强度等级为M40。

为保证浆液强度,拟采用水泥强度为P.O42.5。

(2)主要施工设备

①锚索钻机

主要采用XZ-40轻型锚固钻机,其具有重量较轻、体积较小的特点,适用于排架上钻孔。

见图4-2。

图4-2YG-80锚固钻机

②空压机

锚索钻孔供风采用E750HH型电动中风压空压机就近作业面布置进行供风。

③灌浆设备

锚索灌浆采用3SNS型高压灌浆泵,三参数灌浆自动记录仪记录。

④张拉设备

a、油泵:

采用ZB4-500高压油泵。

b、千斤顶:

主要采用YDC240Q型千斤顶用于钢绞线预紧;采用YCW250B穿心式千斤顶用于锚索的整体张拉。

各种张拉设备见图4-3、4-4、4-5:

图4-4YDC240Q型千斤顶

图4-3YCW250型千斤顶

图4-5ZB4-500高压油泵

4.4施工平台搭设

采用φ48架管搭设排架作为锚索施工平台,施工平台宽3-4m,排架立杆纵距1.5m、横距2m;脚手架步距1.8m,跨距2m,剪刀撑间距取12.0m;连墙件采用两步两跨设置。

工作平面用马道板铺面,工作层外侧挂安全网。

排架内形成“之”字型爬梯供人员上、下使用。

脚手架搭设详见《电站进水口边坡支护脚手架搭设专项施工措施》。

4.5锚索钻孔

预应力锚索钻孔采用XZ-40轻型锚固钻机配相应口径的高风压球齿合金钻头在脚手架上进行造孔。

施工前,采用全站仪按设计要求测定孔位,钻机安装就位并调整倾角及方位角,将钻机固定开钻。

锚索孔开孔偏差控制在10cm以内。

终孔孔轴偏差不大于2%,方位角偏差不大于4.0°。

有效孔深不欠深,终孔孔深大于设计孔深40cm,终孔孔径不小于设计孔径10mm。

钻孔达到设计孔深时孔内残留物不超过10cm。

在钻进过程中,随时记录钻进速度、回风、返碴等情况,采用专用孔道扶正器进行造孔施工,钻孔过程中利用导向仪控制斜度,发现偏差及时纠正。

钻孔结束后,测量孔斜、方位角及孔深,不符合设计要求的孔作废孔处理,并全孔灌注M25水泥砂浆回填后重钻。

孔深达到设计深度,而内锚段仍处于破碎或断层等软弱岩层,须延长孔深时,报监理人认可后继续钻进直至监理人认可的稳定岩层为止。

如遇破碎带的围岩采用固壁灌浆的方法进行处理。

在冰水堆积体等边坡松散体中钻孔需采取套管跟进保护钻孔。

钻孔完毕时,应连续不断地用高压风彻底清孔,钻孔清扫干净、三检合格并报监理人验收后才允许安装锚索。

在安装锚索前,将钻孔孔口堵塞保护。

验收合格的孔在不超过1d~3d的时间内进行下索、锚固段注浆等工序。

若验收后钻孔闲置时间超过3天,重新验收方可进行下一道工序。

4.5锚索制安

无粘结钢绞线使用前应对钢绞线的外观、尺寸、力学性能进行严格检查,合格后投入使用。

钢绞线的下料在锚索加工厂内进行,按设计图纸所示的尺寸下料,采用砂轮片切割机对钢绞线切割,严禁电弧切割。

下料切口两侧用20#铅丝绑扎,以免切割后切口松散(下料误差:

-0,+10cm)下料前先检查钢绞线的表面,使用无损伤的钢绞线。

钢绞线剥皮长度按图纸要求,误差控制在1cm以内,采用电工刀切口,人工拉拨方法剥皮,剥皮端部用塑料胶带缠绕密封,搭结长度要大于带宽的50%。

剥皮后的内锚固端必须去油,清洗干净才能组装制作。

去油时采用专用工具将钢绞线松开,用汽油逐根清洗干净再用热水冲洗,最后用干净棉纱擦干。

锚索应按设计图纸组装灌浆管、钢绞线、隔离支架。

隔离支架锚固段按@1.0m布设,自由张拉段按@1.5m布设,两对中隔离支架之间扎铅丝一道,在锚索入孔前应逐段剪去铅丝。

在内锚固段与张拉段相连部位,钢绞线PE套端部用胶带缠封,以免灌浆时浆液浸入,最后在内锚固段端装上锥形导向帽。

2000KN级无粘结式锚索锚固段长8m,锚固段钢绞线需全部剥除PE套并清除油脂。

2000KN级无粘结压力分散型锚索锚固段长20m,分4个锚固单元,每个锚固单元长5m,锚固单元钢绞线末端15cm剥除PE套并清除油脂,并且在每个锚固单元设置钢质承载板(φ110)。

锚索组装完成后,技术人员对钢绞线、锚索附件、灌浆管路的设置质量进行严格检查把关,确认无误后方可安装到孔中。

对组装好的锚索如不能及时穿索,需要按孔位编号,储存备用;如存放时间过长,采用架空、覆盖、涂刷水性防锈剂等措施对锚索体加以保护。

4.6下索施工

锚索安装前对钻孔重新进行通孔检查,对蹋孔、掉块应清理干净或处理,不得欠深,对孔内集水用高压风吹干净,锚索上安装的注浆管应保持畅通,管路系统耐压值不低于设计灌浆压力的1.5倍。

止浆环充气压力≥0.5MPa,并用压力表检查有无漏气现象。

锚索宜采用人工辅以机械方法安装,下锚索时用力要均匀一致,下锚索过程注意保护锚索附件不得使锚索扭转,保证在将锚束体推至预定深度后,排气管和注浆管畅通、阻塞器完好。

如若排气管和注浆管不通时应拔出锚索体处理畅通后重新安放。

同时,下锚过程中对钢绞线的PE套要进行严格保护,对已破损部位进行包裹后才能继续进行安装。

下索结束后及时将锚索外露部分包裹起来以防沾损。

4.7锚墩施工

(1)浇筑时机

锚墩混凝土的浇筑在灌浆前进行;根据实际施工情况,经监理人同意,可在未浇筑锚墩的情况下,对孔口采用砂浆封堵妥善后,先进行灌浆。

(2)安装预埋件

锚墩与贴坡砼结合面应认真凿毛并设插筋,插筋采用Φ20,共12根,距锚墩边缘20cm均匀布置,插筋长50cm,深入贴坡砼30cm。

在孔口安装锚垫板、工作锚、回浆管等预埋件。

装时保证垫板平面与孔道轴线垂直,套管与孔道轴线对中,并将套管与孔道间的空隙密封。

(3)锚墩浇筑

锚墩为C40钢筋砼结构。

锚墩施工前,将锚墩与贴坡砼结合面应认真凿毛,并加以清洗,以保证混凝土之间的有效结合。

采用自制定型模板立模。

配备0.35m3强制式混凝土搅拌机进行现场拌制,水平方向采用斗车运输,竖直方向采用溜槽、配合提升架等方法在每个高程进行中转,将成品混凝土运输到各工作面。

现场采用溜槽、斗车配合提升架运输,人工下料入仓,插入式振动棒、二次振捣法振捣密实。

混土浇筑完毕后及时洒水养护。

4.8锚索灌浆

无粘结式预应力锚索一般情况下需在外锚墩混凝土浇筑并有一定强度后进行全孔一次注浆,若能确保孔口封闭及灌浆压力满足要求的情况下,也可在外锚墩混凝土浇筑前进行一次注浆。

本工程直立边坡预应力锚索注浆拟采用前一种注浆方式,斜面边坡注浆根据施工进度安排拟采用后一种注浆方式。

(1)灌浆前准备

锚索灌浆前,通过灌浆管送入压缩空气,检查管道的畅通性,并将孔道内积水排干。

(2)灌浆浆液

预应力锚索采用纯水泥浆进行灌注,浆液的配合比经试验确定,其水灰比宜为0.4~0.5,纯水泥浆抗压强度不小于M40。

无粘结预应力锚索采用一次注浆。

灌注前,应对注浆体进行流动性测定,浆液在粘度计流出的时间以不超过6秒为宜;还应进行泌水性测定,在量筒中注入500m3浆液,3h后的泌水量不得超过2%。

(3)注浆方式

无粘结预应力锚索注浆:

采用一次注浆方式。

锚索安装后,通过锚索灌浆管,用BW200中灌浆泵进行孔口封堵,全孔一次有压灌浆。

灌浆过程中,确保注入的浆液量能充满全孔。

(4)灌浆过程控制

浆液采用高速搅拌机拌制,自动记录仪记录,采取间隙灌浆法或反复屏浆法,灌浆压力符合设计要求,一般为0.3~0.5MPa,闭浆压力为0.5MPa,闭浆时间至15min,孔内不再吸浆,或灌浆量大于理论吸浆量。

(5)浆液超灌

当锚索注浆量超过100kg(水泥)/m时,需请监理工程师进行确认,确定锚索孔的超注浆量。

(6)灌浆结束标准

灌浆量大于理论吸浆量;回浆量比重不小于进浆量,且稳压15min,孔内不再吸浆,即进、排浆量一致。

4.9锚索张拉

张拉前先对张拉千斤顶和压力表进行配套率定,合格后投入使用;并绘制出油表压力与千斤顶张拉力的关系曲线图,并以此作为张拉力控制依据;率定间隔期控制在6个月内,超过率定期或遭强烈碰撞的设备和仪器,进行重新率定。

锚索张拉在锚固段浆液、承压垫座混凝土承载强度达到施工图纸的规定后进行。

张拉前,先对钢垫板以外的张拉段钢绞线进行去皮处理,再采用锯末、汽油将钢绞线上的油脂清洗干净,最后用洁净棉纱檫干,以保证张拉时工作锚夹片、工具锚夹片均能与钢绞线有效咬合。

清理承压钢垫板,安装工作锚板与夹片。

①预应力锚索张拉

采用YDC240Q千斤顶进行单根预紧,再采用YCW系列千斤顶进行整体张拉的方式:

对单根钢绞线进行对称循环加载相等预紧力,预紧应力为50kN荷载,对钢绞线进行逐根对称张拉,使每根钢绞线受力均匀,并起到调直对中的作用。

而后整体分级张拉至设计荷载。

②张拉过程控制

预紧→0.5P→0.75P→1.0P→1.1P稳压锁定吨位P’(P为设计张拉吨位,P’为稳压锁定吨位)。

最后一次持续30min,其余四次加载持续时间为5min。

锚索张拉缓慢连续匀速,张拉加载和卸载应缓慢平稳,加载速率不应超过0.1P/min,卸载速率不应超过0.2P/min。

张拉中严格量测记录锚索在不同张拉吨位的伸长值和油表读数等;采用应力、应变双控法对张拉过程进行监控,当岩体锚索张拉实测伸长值与理论伸长值偏差超出+10%或小于-5%时,应停机检查,待查明原因并采取相应措施后,方可恢复张拉。

③锁定

张拉力逐级增大,其锚索锁定吨位具体数值按设计要求确定。

④补偿张拉

检测锚索荷载损失变化幅值满足规定指标即预应力损失小于设计张拉力的10%的区域,原则上不进行补偿张拉;反之则需进行补偿张拉,需要补偿张拉的锚索位置根据设计要求及监理指示进行。

对有补偿张拉要求的锚索,应在张拉锁定后3d~7d进行,补偿张拉的张拉力为超张拉力。

⑤张拉试验

根据设计蓝图,M1620-05、25、50、66,M1613-10、20,M1608-15,M1610-01,M1603-01、28,M1598-20、42锚索为监测试验锚索,在进行锚索试验时,认真记录压力传感器的读数、千斤顶的读数以及试验束在不同张拉吨位时的伸长值,记录成果及时报送监理人。

⑥锚头防护

根据技术要求,在锚索张拉锁定完成后,锚具外的钢绞束留存15cm,切除多余钢铰线,切除后将外锚头涂上黄油,加上塑料盖,再用环氧砂浆封闭保护。

5施工资源配置

5.1主要施工机械设备配置

针对工程特点,根据施工总进度计划和施工方案,合理配置施工资源。

电站进水口EL.1626.00m以下边坡预应力锚索施工机械设备详细配置见表5-1。

主要施工机械设备表表5-1

序号

设备名称

规格、型号

单位

数量

用途

1

载重汽车

15t

3

运输

2

汽车吊

QY-2525t

1

起吊设备

3

手风钻/气腿钻

Y28/YT-28

2

钻孔设备

4

空压机

E750HH

3

5

锚索钻机

YG-80

6

6

高速搅拌机

ZJ400

1

灌浆设备

7

灌浆泵

TTB180-10

1

8

灌浆自动记录仪

GYZ-1000-Ⅱ

1

9

电动油泵

ZB4-500

1

张拉设备

10

千斤顶

YDC240Q

1

11

千斤顶

YCW250

1

12

灰浆搅拌机

JJ2A

1

13

全站仪

徕卡系列

2

测量

14

试验设备

/

1

试验

5.2人力资源配置计划

为保证本工程优质量、高效率的实施,电站进水口EL.1626.00m以下边坡预应力锚索施工高峰期总人数为69人,具体人员配置见表5-2。

 

主要施工人力资源配置表表5-2

序号

工种

数量

1

管理人员

2人

2

技术人员

2人

3

质检员

2人

4

安全员

2人

5

生产调度人员

2人

6

测量工

3人

7

钻孔工

10人

8

灌浆工

10人

9

张拉工

10人

10

编锚工

10人

15

司机

6人

16

其它

10人

17

合计

69人

6质量控制及质量保证措施

(1)质量控制措施

为保证施工质量,施工中必须严格按规范及设计要求进行操作,设立专门的现场质量检查机构,实行“三检”制度,对施工工艺和施工过程进行全面控制。

加强测量、监测等手段,确保施工质量满足设计要求。

根据本工程特点,在做好常规施工质量控制的同时,需进一步加强以下重点部位和质量薄弱环节的质控,确保整个工程的施工质量达到优良。

(2)质量保证措施

①制定质量管理办法和考核办法,并严格实施。

②严格按国家和行业的现行施工规程、规范以及相应的施工技术措施组织施工。

③严格按《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准》的要求,对各工序的单元工程质量进行检查、验收、评定。

④施工过程严把“四关”:

一是严把图纸关,组织技术人员对图纸进行认真复核,了解设计意图,并层层组织技术交底;二是严把测量关,施工放线由专业测量人员进行,校模资料要求报监理工程师审批;三是严把材料质量及试验关,对每批进入施工现场的材料按规范要求进行质量检验,杜绝不合格材料及半成品使用到工程中;四是严把工序质量关,实行工序验收制度,原则上上道工序没有通过验收不得进行下道工序的施工,使各工序的施工质量始终处于受控状态。

⑤预应力锚索施工操作人员需经培训考核,合格后方能上岗;预应力施工机具在使用前及施工过程中均需按规范要求进行率定。

⑥对施工的全过程实行旁站制度。

并对技术人员实行专业分工责任制,专业技术人员既是该工序技术质量负责人,又是工序施工负责人,有效防止因技术人员和施工人员责任不清而导致的质量缺陷。

7职业健康安全保证措施

(1)管理方面

①坚决贯彻“安全第一,预防为主”的方针,并建立健全安全生产保证体系,落实安全生产责任制。

②实行三级管理,即一级管理由项目部经理负责,项目经理是安全管理第一责任人,二级管理由项目部专职安全员负责,三级管理由作业队班组长负责。

③实行安全培训和技术交底制,由安全部组织有关人员进行详细的施工安全技术交底,专职安全员对安全技术措施的执行情况进行监督检查。

④由安全部认真执行安全检查制度,发现问题,坚持按“三不放过”的原则进行整改。

⑤每班应配备安全员,召开班前5分钟安全会,检查并落实工作中的相关问题。

(2)施工安全保证措施

①钢管脚手架搭设的间排距、层距应符合施工技术措施的要求,立杆应稳固,扣件应卡稳,螺帽应上紧,并符合“建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)”的要求。

②做好安全、规范用电,各种电缆线敷设必须整齐有序,电缆接头处包扎严密,并安装上漏电保护开关,经常检查电缆线有无破损、漏电现象,并及时进行包扎或更换,严禁材料压着电缆。

施工现场的临时用电严格按照“施工现场临时用电安全技术规范(JGJ46-88)”规定执行。

③施工中要戴好安全帽,钢管架上作业时应系好安全带,必要时应挂安全防护网,防止物件下落伤害下部施工人员。

操作应符合“建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91)”的要求。

(3)环境保护措施

①施

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